雖然好像慢了，但還是小小來記錄一下java 16到底有什麼具體的改變，方便我跟版本，畢竟9月就要發布java 17(LTS,長期穩定支援版本)了，總不能一直抱著祖傳java 8。

我就挑我覺得比較酷的來說，因為網路上的內容基本上都講得滿模糊的，所以乾脆直接看oracle的java document，再加入我自己的一點理解。

Record Classes

Record Classes的官方預設用途是被拿來實作簡單的"數據載體"的，基本上就是一個我覺得還算好用的語法糖。

具體功能大概是這樣。

record Rectangle(double length, double width) { }

開發者寫的這一段code等效於以下的程式碼。

public final class Rectangle {
    private final double length;
    private final double width;

    public Rectangle(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }

    double length() { return this.length; }
    double width()  { return this.width; }

    // Implementation of equals() and hashCode(), which specify
    // that two record objects are equal if they
    // are of the same type and contain equal field values.
    public boolean equals...
    public int hashCode...

    // An implementation of toString() that returns a string
    // representation of all the record class's fields,
    // including their names.
    public String toString() {...}
}

可以從上面看到輸入的數據會被寫死在class創建的時候，並且自動生成equals，hashCode和toString function，我覺得不算驚艷，但還不錯，可以快速的來處理簡單得數據資料。

來講一下equals()跟hashCode()的用途，在java當中，==運算子比較的是物件實體或者說是記憶體位置是否相同，而equals()可以比較物件的值是否相同。

hashCode()則是會回傳一個將過hash函數處裡的int值，可以被用來做HashMap、HashSet等雜湊資料結構的索引，讓使用者可以以hashCode()快速實現相關結構。

另外不能宣告instance variables(non-static fields)或者是instance initializers。

record Rectangle(double length, double width) {

    // Field declarations must be static:
    BiFunction<Double, Double, Double> diagonal;

    // Instance initializers are not allowed in records:
    {
        diagonal = (x, y) -> Math.sqrt(x*x + y*y);
    }
}

類似這樣的code將不會被編譯。

但可以在Record Classes當中聲明instance methods，像是以下程式碼。

record Rectangle(double length, double width) {

    // Nested record class
    record RotationAngle(double angle) {
        public RotationAngle {
            angle = Math.toRadians(angle);
        }
    }
    
    // Public instance method
    public Rectangle getRotatedRectangleBoundingBox(double angle) {
        RotationAngle ra = new RotationAngle(angle);
        double x = Math.abs(length * Math.cos(ra.angle())) +
                   Math.abs(width * Math.sin(ra.angle()));
        double y = Math.abs(length * Math.sin(ra.angle())) +
                   Math.abs(width * Math.cos(ra.angle()));
        return new Rectangle(x, y);
    }
}

Pattern Matching for instanceof

instanceof是java當中的保留關鍵字，用於確認變數型態，當相同時就返回true，不同就返回false。

Double d = 0;
if(d instanceof Double){//true
    //做某件事情
}
if(d instanceof Boolean){//false
    //做某件事情
}

大概就會像是這個樣子，可以降低程式的bug還有一些implements的子class分類會很好弄，像是以下這樣。

public interface Shape {
    public static double getPerimeter(Shape shape) throws IllegalArgumentException {
        if (shape instanceof Rectangle) {
            Rectangle r = (Rectangle) shape;
            return 2 * r.length() + 2 * r.width();
        } else if (shape instanceof Circle) {
            Circle c = (Circle) shape;
            return 2 * c.radius() * Math.PI;
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Unrecognized shape");
        }
    }
}

public class Rectangle implements Shape {
    final double length;
    final double width;    
    public Rectangle(double length, double width) {
        this.length = length;
        this.width = width;
    }    
    double length() { return length; }
    double width() { return width; }
}

public class Circle implements Shape {
    final double radius;
    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }  
    double radius() { return radius; }
}

而在java 16當中，有新的語法糖來簡化這個過程。

public static double getPerimeter(Shape shape)throws IllegalArgumentException {
    if (shape instanceof Rectangle r) {
        return 2 * r.length() + 2 * r.width();
    } else if (shape instanceof Circle c) {
        return 2 * c.radius() * Math.PI;
    } else {
        throw new IllegalArgumentExceptio("Unrecognized shape");
    }
}

大概就是可以宣告一個變數並等同於shape以便後續使用。

Switch Expressions

Switch Expressions應該是我最喜歡的部分，他把switch弄得酷酷的。

public enum Day { SUNDAY, MONDAY, TUESDAY,
    WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY; }

// ...

    int numLetters = 0;
    Day day = Day.WEDNESDAY;
    switch (day) {
        case MONDAY:
        case FRIDAY:
        case SUNDAY:
            numLetters = 6;
            break;
        case TUESDAY:
            numLetters = 7;
            break;
        case THURSDAY:
        case SATURDAY:
            numLetters = 8;
            break;
        case WEDNESDAY:
            numLetters = 9;
            break;
        default:
            throw new IllegalStateException("Invalid day: " + day);
    }
    System.out.println(numLetters);

在java 16中把這種又長又冗的寫法改為以下這種，有夠香的啦!我前陣子寫計算機概論的作業的時候用的滿開心的。

Day day = Day.WEDNESDAY;    
System.out.println(
    switch (day) {
        case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> 6;
        case TUESDAY                -> 7;
        case THURSDAY, SATURDAY     -> 8;
        case WEDNESDAY              -> 9;
        default -> throw new IllegalStateException("Invalid day: " + day);
    }
);

而如果要寫更多(不只一行)操作的話，可以用{}把內容括號起來執行，例如以下。

int numLetters = switch (day) {
    case MONDAY, FRIDAY, SUNDAY -> {
        System.out.println(6);
        yield 6;
    }
    case TUESDAY -> {
        System.out.println(7);
        yield 7;
    }
    case THURSDAY, SATURDAY -> {
        System.out.println(8);
        yield 8;
    }
    case WEDNESDAY -> {
        System.out.println(9);
        yield 9;
    }
    default -> {
        throw new IllegalStateException("Invalid day: " + day);
    }
};

封裝與其他部分

因為涉及到程式編寫層面較少，所以我把我覺得比較重要的改變拉出來集合成一個分類。

完整功能

  • java 16封裝了除了關鍵的內部API以外的所有內部方法，JDK默認為拒絕所有的非必要訪問，除非使用–add-opens打開特定套件。

  • 優化ZGC(java內部提供的垃圾記憶體回收機制)，以多執行續處理，極大的降低延遲。

  • 可以將未使用的HotSpot VM metaspace 記憶體更快速的回傳給操作系統。

正在開發的項目和preview功能

  • Vector API : 在CPU架構上對向量運算做出優化，提供更高的性能。

  • Foreign Linker API : 把原本用來呼叫其他程式語言的JNI取代掉，該API提供靜態類型的純Java訪問，感覺比應該不會比JNI難用(?)，我快受夠JNI了。

  • Sealed Classes : 可以限制那些class or interfaces可以extend or implement Sealed Classes和可以限制use of a superclass，目前還在預覽階段，但感覺是想未來逐漸取代掉class。

JDK內部改變

  • JDK 原程式碼開始使用C++ 14